01.07.2015, 08:52 Uhr | 0 |

Nach Kakerlaken-Art Roboter mit Rückenpanzer kriecht seitwärts durch Lücken

Wenn es eng wird, dreht sich ein kleiner Laufroboter aus den USA auf die Seite und zappelt sich zwischen den Hindernissen durch. Dafür ist keine spezielle Programmierung notwendig, sondern nur ein abgerundeter Rückenpanzer. Den Trick haben sich US-Forscher bei Kakerlaken abgeguckt.

Laufroboter mit Rückenpanzer
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Laufroboter mit Rückenpanzer: Die Form des Panzers lässt ihn beim Kontakt mit dem Hindernis auf die Seite kippen. Er kriecht seitwärts durch die Lücke.

Foto: Chen Li/PolyPEDAL Lab, Biomimetic Millisystems Lab, CiBER/ UC Berkeley

Mit seinem ovalen, abgerundeten Panzer auf dem Rücken hat der kleine Laufroboter Ähnlichkeit mit einer Kakerlake. Das ist kein Zufall, denn die Konstrukteure haben sich eine tropische Schabe und ihre Manövrierfähigkeit zum Vorbild genommen. Die Kakerlake der Art Blaberus discoidalis kann sich durch enge Lücken hindurchzwängen, indem sie sich auf die Seite kippt und mit den Beinen am Hindernis abstößt. Denselben Trick kann auch der Laufroboter anwenden.

Nicht immer können neue Wege an Hindernissen vorbeiführen

„Die Mehrheit der Roboter lösen das Problem der Hindernisse, indem sie versuchen, diese zu umgehen“, sagt Chen Li von der University of California in Berkeley. Er ist der Konstrukteur des Schaben-Roboters und hat die Studienergebnisse als Erstautor jetzt im Journal Bioinspiration & Biomimetics veröffentlicht. „Damit das Umgehen der Hindernisse funktioniert, müssen Sensoren die Umgebung wahrnehmen und Algorithmen einen neuen Weg berechnen. Je unwegsamer das Terrain und je kleiner die Lücken zwischen den Hindernissen aber werden, umso deutlicher stößt dieser Ansatz an seine Grenzen.“

Mit Spezialkameras hatten Chen Li und seine Kollegen beobachtet, wie sich die tropische Schabe Blaberus discoidalis geschickt durch einen künstlichen Hindernisparcours manövrierte, indem sie sich auf die Seite kippt und durch die Lücke krabbelt. Die Kakerlake lebt auf dem Waldboden und muss sich dort ständig ihren Weg vorbei an Gräsern, Büschen, Laub und Pilzen suchen. Der stromlinienförmige Rückenpanzer spielt dabei offenbar eine entscheidende Rolle.

Nicht die Software, sondern die Form des Panzers veränderte das Verhalten

Ihren sechsbeinigen Laufroboter statteten die Wissenschaftler nun ebenfalls mit einem ovalen, flachen Rückenschild aus, nachdem sie zuvor unterschiedliche Formen getestet hatten. Ohne etwas an dessen Programmierung zu ändern, ließen sie den Roboter auf ein Hindernis aus mehreren eng stehenden beweglichen Hindernissen zulaufen. Der Schaben-Roboter legte sich beim Kontakt mit dem Hindernis erstaunlicherweise von selbst auf die Seite und bewegte sich weiter, indem er sich mit den Beinen vom Hindernis abstieß.

Diese Art angepasstes Verhalten wurde nicht von der Software des Roboters, sondern allein durch die Form des Rückenschildes ausgelöst. „Das ist eine Analogie zu den Stromlinienformen bei Fischen, Vögeln, Flugzeugen oder U-Booten“, sagt Chen Li. „Wir suchen jetzt nach weiteren Formen, die für spezielle Geländearten besonders gut geeignet sind. Vielleicht könnte man sogar die Form je nach Umgebung verändern und neue Konzepte für Roboter entwickeln, die sich durch verschiedene Terrains mit einem Minimum an Sensoren und einfachen Befehlen bewegen können.“

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Von Gudrun von Schoenebeck
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